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「宇宙の間欠泉」から新たに出現した 双極高速ジェットからの同時噴出ガス塊 今井 , 宇野友理, 前山大地, 山口諒祐, 甘田 , 濱江勇希(鹿児島大学), Ross Burns(国立天文台), Gabor Orosz (タスマニア大学), José Francisco Gómez (スペイン高等学術研究院), Daniel Tafoya (オンサラ天文台), Lucero Uscanga(メキシコ自治大学) 2019年度連星系・変光星研究会 @中京大学 20191130

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「宇宙の間欠泉」から新たに出現した 双極高速ジェットからの同時噴出ガス塊今井 裕, 宇野友理, 前山大地, 山口諒祐, 甘田 渓, 濱江勇希(鹿児島大学),

Ross Burns(国立天文台), Gabor Orosz (タスマニア大学),

José Francisco Gómez (スペイン高等学術研究院),

Daniel Tafoya (オンサラ天文台), Lucero Uscanga(メキシコ自治大学)

2019年度連星系・変光星研究会

@中京大学 2019年11月30日

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NESS-NROComprehensive mapping of cold circumstellar envelopes in CO /13CO J=1→0 lines

Contours: JCMT 850 μm

30 000 AU @ 300pc

Amada, Imai et al. in prep.

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Water fountains Fast bipolar jets from dying stars traced by H2O masers

Image with ALMA+VLBA (Tafoya, Imai et al. in prep.)

CO J=2→1 (70 — 110 km/s) CO J=2→1 (-110 — -70 km/s) H2O masers (<90 km/s) 230 GHz dust continuum

Jet’s dynamical age: t~50 yearsPeriodic eruptions in 7 year cycle?Faster jet bullets with deceleration?

W43A

ALMA’s beam

500 AU @ 2.2 kpc

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FLASHING Finest Legacy Acquisitions of SiO- and H2O-maser

Ignitions by Nobeyama Generation

Using Nobeyama 45-m telescope + Perforated frequency separation filter plate

(Okada et al. 2020, PASJ) developed by HINOTORI (Hybrid Installation Project in Nobeyama, Triple-band Oriented)

Conducted as a Backup Program during 2018 December—2019 May (~260 hours)

Towards 17(+2) water fountains and candidates 3—14 observation sessions per source Velocity resolution: 0.42 km/s (H2O) and 0.22 km/s (SiO) Velocity coverage: 1258 km/s (H2O) Follow-up VLBI target-of-opportunity observations soon after new ignitions of highest velocity H2O maser components Will be registered in M2O (maser monitoring organization)

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Science goals of FLASHINGMonitoring 17 water fountains and candidates

Flux periodicity caused by stellar pulsation (1—5 years) Permanent death, evolving to a planetary nebula (~10 years) Recurrent outbursts caused by interactions in a binary system with a large eccentricity (>5 years) Line-of-sight velocity drifts caused by jet deceleration

Very long baseline time-domain radio astronomy

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Before ignitions of the highest velocity H2O maser components

Imai et al. (2020, PASJ VERA Special Issue)

Systemic velocity (~50 km/s)

IRAS 18286-0959

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New ignitions of the highest velocity H2O maser components

Imai et al. (2020, PASJ VERA Special Issue)

-160 -80 0 80 160 240LSR velocity [km/s]

Systemic velocity (~50 km/s)

IRAS 18286-0959

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New ignitions of the highest velocity H2O maser components

Imai et al. (2020, PASJ VERA Special Issue)

-160 -80 0 80 160 240LSR velocity [km/s]

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KaVA (KVN and VERA Combined Array)

target-of-opportunity follow-up

Epoch: 2019 March 4 for 6 hours

Participating telescopes: 4 VERA and 3 KVN antennas in LHCP

1Gbps recording —> Velocity coverage 1727 km/s 4096 channels —> Velocity resolution 0.42 km/s Synthesized beam: 2.1x1.4 mas, P.A.=-18 deg. 1-σ noise level: ~20 mJy/beam Maser spot identification: > 7-σ noise level

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Localization of the highest velocity H2O maser components

Imai et al. (2020, PASJ VERA Special Issue)

-150

-10

0

-50

0

50

1

00

150

200

2

50LS

R ve

locity

(km

s-1)

R.A. offset (mas)

Decl.

offse

t (ma

s)-2

00

-

100

0

1

00

200

0 -100

+1a

1b2b

2a3a

3b

4b

4a5a

5b

Mapped with KaVA (KVN and VERA Combined Array)

on 2019 March 6

Highest velocity jet before deceleration

Point symmetric pattern of maser distribution in a ~3.5 year spacing

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Decadal jet evolution

Imai et al. (2020, PASJ VERA Special Issue)

Clockwise precession and lobe expansion of the bipolar jet Dynamical age ~30 years New maser ignition after 2011

Short-lived (t<1 month) spots before 2011? Previous maser ignition before 2006?

Jet deceleration from 300 km/s to 110 km/s so as to mix with entrained material in ~3.5 years(?)

Velocity drift over ~10 km/s/yr!

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By-product of FLASHING Watching propagation of a shock wave?

S CrB SiO v=2 J=1→0 masers

(2018 December—2019 May

2 km/s100 days

Systemic velocity VLSR~-5 km/s (Famaey et al. 2005, A&Ap, 430, 165)

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By-product of FLASHING

0.15 km/s

Or watching mis-calculation of LSR velocity…… ?

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AcknowledgementsVery thanks to

Nobeyama Radio Observatory (Development Proposal 4171001) Mizusawa VLBI Observatory KVN/KASI AGARC, Kagoshima University FLASHING Team

KAKENHI grant-in-aid 16H02167 (P.I. Hiroshi Imai)

NAOJ Development Program P.I. Takeshi Manabe (FY2016, FY2017)